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专利名称：三调谐直流滤波器失谐故障元件检测方法
技术领域：
本发明涉及一种三调谐直流滤波器失谐故障元件检测方法，属于电力系统控制保护技术领域。
背景技术：
近年来，我国加快了直流输电工程的建设。在直流输电系统中，换流器作为一大功率、非线性电力电子元件会在直流系统及其所连接的交流系统产生大量的谐波。目前抑制直流系统谐波最广泛采用的方法是装设无源型直流滤波器。常用的无源滤波器有单调谐滤波器、双调谐滤波器、三调谐滤波器以及高通滤波器等。三调谐滤波器由于其具有良好的滤波特性和经济性受到了越来越多的关注，并已在高压及特高压直流输电工程中得到了应用。三调谐直流滤波器一般由电感和电容元件组成，如图1所示，三调谐滤波器的结构包括串联连接的Cp L1，并联连接的C2、L2和并联连接的C3、L3，在调谐频率处滤波器呈现低阻抗，谐波电流经由滤波器通道滤除。在运行过程中，由于温度变化或直流滤波器元件老化所导致的滤波器元件参数变化均会造成滤波器的调谐特性发生变化，使直流滤波器的实际谐振频率偏离设计值，从而影响滤波器的滤波效果，进而影响系统的正常运行。当滤波器元件参数超出允许的变化范围时，失谐保护将动作。为定位出滤波器中参数发生微变的元件，在失谐保护动作后，仍需对滤波器中所有的元件进行检测，工作量大且较繁琐。由于在实际工程中滤波器中单一元件参数微变的概率最大，因此，直流滤波器中的单一元件参数渐变引起失谐故障，如果在滤波器失谐保护动作的同时，能够快速准确地实现故障元件检测，将大大缩短滤波器修复时间，提高其可用度。然而，目前这方面的研究还很少，已有的基于启发式算法的检测方法依赖于样本集的选取及属性空间的划分，算法复杂，不易于工程实现。

发明内容
本发明的目的在于提供一种三调谐直流滤波器失谐故障元件检测方法，解决已有的基于启发式算法的检测方法依赖于样本集的选取及属性空间的划分，算法复杂，不易于工程实现的问题。一种三调谐直流滤波器失谐故障元件检测方法，包括以下步骤Sl 分别计算正常运行时和失谐后三调谐滤波器的谐波阻抗值；S2 根据所述谐波阻抗值计算所述三调谐滤波器的谐波阻抗偏移量比值；S3:根据设定的偏移量比值范围和失谐后的谐波阻抗特性判断出失谐元件。与现有技术相比，本发明的技术通过分别计算正常运行时和失谐后三调谐滤波器的谐波阻抗值，依据其计算出谐波阻抗偏移量比值，由设定的偏移量比值范围及失谐后的谐波阻抗特性判断所计算的谐波阻抗偏移量比值，由判断结果确定失谐元件，整个方法过程简单，物理意义清晰，从而能快速准确地检测出三调谐直流滤波器中的失谐故障元件，且算法也易于在工程上实现。


图1是三调谐滤波器的结构示意图；图2是本发明的三调谐直流滤波器失谐故障元件检测方法的流程图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明的三调谐直流滤波器失谐故障元件检测方法作详细描述。参见图2所述，本发明的技术方案包括如下步骤Sl 分别计算正常运行时和失谐后三调谐滤波器的谐波阻抗值。作为一个实施例，Sl包括如下步骤采集正常运行时的直流三调谐滤波器的高压端的测量电压和电流瞬时值，并采用相量滤波算法分别计算正常运行时的12次和36次谐波电压和电流相量，根据所述谐波电压和电流相量计算正常运行时三调谐滤波器的12次和36次谐波阻抗值；具体地，计算阻抗值的过程可以用以下公式表示
权利要求
1.一种三调谐直流滤波器失谐故障元件检测方法，其特征在于，包括以下步骤51分别计算正常运行时和失谐后三调谐滤波器的谐波阻抗值；52根据所述谐波阻抗值计算所述三调谐滤波器的谐波阻抗偏移量比值；53根据设定的偏移量比值范围和失谐后的谐波阻抗特性判断出失谐元件。
2.根据权利要求1所述的三调谐直流滤波器失谐故障元件检测方法，其特征在于，所述Sl 分别计算正常运行时和失谐后三调谐滤波器的谐波阻抗值包括以下步骤采集正常运行时的直流三调谐滤波器的高压端的测量电压和电流瞬时值，并采用相量滤波算法分别计算正常运行时的12次和36次谐波电压和电流相量，根据所述谐波电压和电流相量计算正常运行时三调谐滤波器的12次和36次谐波阻抗值；采集失谐后直流三调谐滤波器的高压端的测量电压和电流瞬时值，并采用相量滤波算法分别计算失谐后的12次和36次谐波电压和电流相量，根据所述谐波电压和电流相量计算失谐后的三调谐滤波器的12次和36次谐波阻抗值。
3.根据权利要求2所述的三调谐直流滤波器失谐故障元件检测方法，其特征在于，所述根据所述谐波电压和电流相量计算正常运行时三调谐滤波器的12次和36次谐波阻抗值包括
4.根据权利要求3所述的三调谐直流滤波器失谐故障元件检测方法，其特征在于，所述S2 根据所述谐波阻抗值计算所述三调谐滤波器的谐波阻抗偏移量比值的计算过程包括
5.根据权利要求4所述的三调谐直流滤波器失谐故障元件检测方法，其特征在于，所述S3 根据设定的偏移量比值范围和失谐后的谐波阻抗特性判断出失谐元件的过程包括(a)谐波阻抗特性呈感性时若2. 7彡k彡3. 2，则C1为故障元件； 若0. 33彡k彡0. 36，则L1为故障元件； (1 - COo2ftZ7C7 )2 , (1- <t>,2ftZ7C7 )2胃降仏Μ ^ k ^ ^JW ,则&为故障元件；(1 - (Ol5L2C2 f , 2(1 - (Ol5L2C2 f ^3,(I-^2C2)-么“么Xl^f ,则“为故障元件；(1 — (oLL^C, )2 , (1 — io^ZoC. )2 若30(1:仏么“么I2(I-^Q)2 ,则&为故障·;(1 — (oLL^C, )2 , (1 — )2 若么“么2(1-^)2 ,则为故障·;(b)谐波阻抗特性呈容性时若2. 9彡k彡3. 3，则C1为故障元件； 若0. 30彡k彡0. 36，则L1为故障元件；(1 — ColfL1C1 )2 , (1 — ColfL1C1 )2 若導彻2么k么 彻2 ,则c^为故障元件;(1 - WleL1C1 )2 7 (1 — OyteL1C1 )2 ^TiW么“么2. 頓,则“为故障元件；(1 — (o^L^C, )2 , (1 — io^ZoC. )2 若么k么24(1: ,则C3为故障· ^若^ 么k么^ ,则L3力故障元件^其中，ω 12、ω ^5为12次和36次谐波角频率，k为谐波阻抗偏移量比值，C1, L2, C2, L2, C3、L3为直流滤波装置的元件参数。
全文摘要
本发明提供一种三调谐直流滤波器失谐故障元件检测方法，包括以下步骤S1分别计算正常运行时和失谐后三调谐滤波器的谐波阻抗值；S2根据所述谐波阻抗值计算所述三调谐滤波器的谐波阻抗偏移量比值；S3根据设定的偏移量比值范围和失谐后的谐波阻抗特性判断出失谐元件。本发明的方法过程简单，物理意义清晰，从而能快速准确地检测出三调谐直流滤波器中的失谐故障元件，且算法也易于在工程上实现。
文档编号G01R27/02GK102401866SQ20111041826
公开日2012年4月4日 申请日期2011年12月13日 优先权日2011年12月13日
发明者任欣元, 何盛全, 区伟潮, 姬黎波, 张乾良, 张依群, 张永良, 徐子利, 李林发 申请人:广东威恒电力技术开发有限公司, 广东电网公司佛山供电局